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  <title>IPC之十五：使用libdbus通过D-Bus请求系统调用实现任意DNS记录解析的实例 - whowin - 发表我个人原创作品的技术博客</title>
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<meta name="author" content="whowin" /><meta name="description" content="关于D-Bus的文章中曾介绍了如何通过D-Bus调用系统服务从而实现解析出一个域名的IP地址的过程，本文我们继续调用系统调用来实现解析任意DNS记录，系统调用的方法与前一篇文章类似，只是方法名称和调用参数以及返回参数不同，本文将详细介绍systemd-resolved服务中的ResolveRecord方法，同前面几篇关于D-BUS的文章相同，本文将使用 libdbus 库实现系统服务的调用，本文给出了实现解析任意DNS记录的实例，附有完整的源代码；本文实例在 Ubuntu 20.04 上编译测试通过，gcc版本号为：9.4.0；本文不适合 Linux 编程的初学者阅读。
" /><meta name="keywords" content="linux, socket, hugo, dos" />






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          <article class="post">
    
    <header class="post-header">
      <h1 class="post-title">IPC之十五：使用libdbus通过D-Bus请求系统调用实现任意DNS记录解析的实例</h1>

      <div class="post-meta">
        <span class="post-time"> 2023-12-28 </span>
        <div class="post-category">
            <a href="/categories/ipc/"> IPC </a>
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      </div>
    </header>

    <div class="post-toc" id="post-toc">
  <h2 class="post-toc-title">文章目录</h2>
  <div class="post-toc-content always-active">
    <nav id="TableOfContents">
  <ul>
    <li>
      <ul>
        <li><a href="#1-基本概念">1 基本概念</a></li>
        <li><a href="#2-systemd-resolved-系统服务的-resolverecord-方法">2 systemd-resolved 系统服务的 ResolveRecord 方法</a></li>
        <li><a href="#3-使用-d-bus-查找-dns-记录实例">3 使用 D-Bus 查找 DNS 记录实例</a></li>
        <li><a href="#欢迎订阅-进程间通信专栏httpsblogcsdnnetwhowincategory_12404164html"><strong>欢迎订阅 <a href="https://blog.csdn.net/whowin/category_12404164.html">『进程间通信专栏』</a></strong></a></li>
      </ul>
    </li>
  </ul>
</nav>
  </div>
</div>
    <div class="post-content">
      <p>关于D-Bus的文章中曾介绍了如何通过D-Bus调用系统服务从而实现解析出一个域名的IP地址的过程，本文我们继续调用系统调用来实现解析任意DNS记录，系统调用的方法与前一篇文章类似，只是方法名称和调用参数以及返回参数不同，本文将详细介绍systemd-resolved服务中的ResolveRecord方法，同前面几篇关于D-BUS的文章相同，本文将使用 libdbus 库实现系统服务的调用，本文给出了实现解析任意DNS记录的实例，附有完整的源代码；本文实例在 Ubuntu 20.04 上编译测试通过，gcc版本号为：9.4.0；本文不适合 Linux 编程的初学者阅读。</p>
<h2 id="1-基本概念">1 基本概念</h2>
<ul>
<li>
<p>在阅读本文之前，建议阅读 <a href="https://whowin.gitee.io/post/blog/ipc/0023-dbus-resolve-hostname/">《IPC之十三：使用libdbus通过D-Bus请求系统调用实现域名解析的实例》</a> 和文章 <a href="https://whowin.gitee.io/post/blog/network/0019-dns-client-in-c/">《用C语言实现的一个DNS客户端》</a>；</p>
</li>
<li>
<p>前一篇参考文章里介绍了如何使用 libdbus 库调用系统调用的概念和方法，本文的调用的系统调用与该文中一样，均是 <code>systemd-resoled</code>，只是请求的方法不同，所以，调用参数和返回参数均不同，但很多概念是一样的；</p>
</li>
<li>
<p>后一篇参考文章里介绍了 DNS 的基本概念，了解 DNS 基本概念是理解本文的基础，否则可能云里雾里搞不明白；</p>
</li>
<li>
<p>要通过 D-Bus 调用一个系统服务中的方法，要了解以下一些信息：</p>
<ol>
<li>总线名称</li>
<li>对象路径</li>
<li>接口名称</li>
<li>接口下的方法名称</li>
<li>调用接口的输入参数</li>
<li>调用完成后返回的参数</li>
</ol>
</li>
<li>
<p>D-Bus 的类型系统(Type System)简单回顾，这部分在 <a href="https://dbus.freedesktop.org/doc/dbus-specification.html">D-Bus Specification</a> 中有详细的描述，这里把一些关键信息列出来</p>
<ul>
<li>
<p>普通数据类型</p>
<table>
<thead>
<tr>
<th style="text-align:left">Conventional name</th>
<th style="text-align:center">ASCII type-code</th>
<th style="text-align:left">Encoding</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td style="text-align:left">BYTE</td>
<td style="text-align:center">y (121)</td>
<td style="text-align:left">Unsigned 8-bit integer</td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left">BOOLEAN</td>
<td style="text-align:center">b (98)</td>
<td style="text-align:left">Boolean value: 0 is false, 1 is true, any other value allowed by the marshalling format is invalid</td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left">INT16</td>
<td style="text-align:center">n (110)</td>
<td style="text-align:left">Signed (two&rsquo;s complement) 16-bit integer</td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left">UINT16</td>
<td style="text-align:center">q (113)</td>
<td style="text-align:left">Unsigned 16-bit integer</td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left">INT32</td>
<td style="text-align:center">i (105)</td>
<td style="text-align:left">Signed (two&rsquo;s complement) 32-bit integer</td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left">UINT32</td>
<td style="text-align:center">u (117)</td>
<td style="text-align:left">Unsigned 32-bit integer</td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left">INT64</td>
<td style="text-align:center">x (120)</td>
<td style="text-align:left">Signed (two&rsquo;s complement) 64-bit integer (mnemonic: x and t are the first characters in &ldquo;sixty&rdquo; not already used for something more common)</td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left">UINT64</td>
<td style="text-align:center">t (116)</td>
<td style="text-align:left">Unsigned 64-bit integer</td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left">DOUBLE</td>
<td style="text-align:center">d (100)</td>
<td style="text-align:left">IEEE 754 double-precision floating point</td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left">UNIX_FD</td>
<td style="text-align:center">h (104)</td>
<td style="text-align:left">Unsigned 32-bit integer representing an index into an out-of-band array of file descriptors, transferred via some platform-specific mechanism (mnemonic: h for handle)</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</li>
<li>
<p>字符串类型</p>
<table>
<thead>
<tr>
<th style="text-align:left">Conventional name</th>
<th style="text-align:center">ASCII type-code</th>
<th style="text-align:left">Validity constraints</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td style="text-align:left">STRING</td>
<td style="text-align:center">s (115)</td>
<td style="text-align:left">No extra constraints</td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left">OBJECT_PATH</td>
<td style="text-align:center">o (111)</td>
<td style="text-align:left">Must be a syntactically valid object path</td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left">SIGNATURE</td>
<td style="text-align:center">g (103)</td>
<td style="text-align:left">Zero or more single complete types</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</li>
<li>
<p>struct 的类型代码为 &lsquo;r&rsquo;，但在实际表达上通常用括号 &ldquo;( )&rdquo; 表达，比如：<code>(ii)</code> 表示有两个整数类型的结构，在结构中还可以嵌套另一个结构，比如：&quot;(i(ii))&quot;；</p>
</li>
<li>
<p>数组的类型代码为 &lsquo;a&rsquo;，<code>ai</code> 表示一个整数数组，相当于 <code>int a[]</code>，也可以定义一个结构数组，比如：<code>a(ii)</code> 表示一个有两个整数的结构数组；</p>
</li>
</ul>
</li>
<li>
<p>DNS 服务遵循 <a href="https://www.ietf.org/rfc/rfc1035.txt">RFC-1035</a> 所描述的规范，其返回的数据被称为 RR(Resource Record)，其格式为：</p>
<div class="highlight"><div class="chroma">
<table class="lntable"><tr><td class="lntd">
<pre tabindex="0" class="chroma"><code><span class="lnt"> 1
</span><span class="lnt"> 2
</span><span class="lnt"> 3
</span><span class="lnt"> 4
</span><span class="lnt"> 5
</span><span class="lnt"> 6
</span><span class="lnt"> 7
</span><span class="lnt"> 8
</span><span class="lnt"> 9
</span><span class="lnt">10
</span><span class="lnt">11
</span><span class="lnt">12
</span><span class="lnt">13
</span><span class="lnt">14
</span><span class="lnt">15
</span><span class="lnt">16
</span><span class="lnt">17
</span><span class="lnt">18
</span><span class="lnt">19
</span><span class="lnt">20
</span></code></pre></td>
<td class="lntd">
<pre tabindex="0" class="chroma"><code class="language-plaintext" data-lang="plaintext"><span class="line"><span class="cl">                                1  1  1  1  1  1
</span></span><span class="line"><span class="cl">  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  0  1  2  3  4  5
</span></span><span class="line"><span class="cl">+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
</span></span><span class="line"><span class="cl">|                                               |
</span></span><span class="line"><span class="cl">/                                               /
</span></span><span class="line"><span class="cl">/                      NAME                     /
</span></span><span class="line"><span class="cl">|                                               |
</span></span><span class="line"><span class="cl">+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
</span></span><span class="line"><span class="cl">|                      TYPE                     |
</span></span><span class="line"><span class="cl">+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
</span></span><span class="line"><span class="cl">|                     CLASS                     |
</span></span><span class="line"><span class="cl">+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
</span></span><span class="line"><span class="cl">|                      TTL                      |
</span></span><span class="line"><span class="cl">|                                               |
</span></span><span class="line"><span class="cl">+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
</span></span><span class="line"><span class="cl">|                   RDLENGTH                    |
</span></span><span class="line"><span class="cl">+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--|
</span></span><span class="line"><span class="cl">/                     RDATA                     /
</span></span><span class="line"><span class="cl">/                                               /
</span></span><span class="line"><span class="cl">+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
</span></span></code></pre></td></tr></table>
</div>
</div></li>
<li>
<p>RR 中所有表示域名的地方均以&quot;标签(label)&ldquo;方式表示，每个标签的最大长度为 63 个字符，域名的最大长度为 255 个字符；</p>
</li>
<li>
<p>一个标签的第一个字符的低 6 位表示这个标签的长度，后面紧跟相应数量的字符的 ASCII，一个长度为 0 的标签作为一个域名的结束，简单的说就是遇到一个 <code>&quot;\0&quot;</code> 表示一个域名结束；</p>
</li>
<li>
<p>一个域名可以由多个标签组成，标签之间以字符 <code>&quot;.&quot;</code> 分割；</p>
</li>
<li>
<p>RR 所有数字变量的字节序均为 &ldquo;Big Endian&rdquo;，而 X86 架构的字节序为 &ldquo;Little Endian&rdquo;，所以在读取数字变量时需要做一下转换。</p>
</li>
</ul>
<hr>
<h2 id="2-systemd-resolved-系统服务的-resolverecord-方法">2 systemd-resolved 系统服务的 ResolveRecord 方法</h2>
<ul>
<li>
<p>systemd-resolved 在 D-Bus 上提供了一组用于解析 DNS 记录的 API，如下：</p>
<ol>
<li><code>ResolveHostname()</code> 用于解析主机名以获取其 IP 地址；</li>
<li><code>ResolveAddress()</code> 用于反向操作，获取 IP 地址的主机名；</li>
<li><code>ResolveService()</code> 用于解析 DNS-SD(DNS Service Discovery) 或 SRV 服务</li>
<li><code>ResolveRecord()</code> 用于解析任意资源记录(RR)</li>
</ol>
</li>
<li>
<p>关于这些 API 的说明，可以点击这里 <a href="https://www.freedesktop.org/software/systemd/man/latest/org.freedesktop.resolve1.html">org.freedesktop.resolve1 APIs</a></p>
</li>
<li>
<p>其实 glibc 中也是有类似的功能调用的，比如：getaddrinfo() 和 getnameinfo()；</p>
</li>
<li>
<p>本文中，将使用 <code>systemd-resolved</code> 的 <code>ResolveRecord()</code> 调用，解析域名的 A 记录、CNAME 记录和 MX 记录；</p>
</li>
<li>
<p>在 <a href="https://www.freedesktop.org/software/systemd/man/latest/org.freedesktop.resolve1.html">systemd-resolved 官方文档</a> 中对 ResolveRecord 方法做了如下定义：</p>
<div class="highlight"><div class="chroma">
<table class="lntable"><tr><td class="lntd">
<pre tabindex="0" class="chroma"><code><span class="lnt"> 1
</span><span class="lnt"> 2
</span><span class="lnt"> 3
</span><span class="lnt"> 4
</span><span class="lnt"> 5
</span><span class="lnt"> 6
</span><span class="lnt"> 7
</span><span class="lnt"> 8
</span><span class="lnt"> 9
</span><span class="lnt">10
</span><span class="lnt">11
</span><span class="lnt">12
</span><span class="lnt">13
</span><span class="lnt">14
</span></code></pre></td>
<td class="lntd">
<pre tabindex="0" class="chroma"><code class="language-fallback" data-lang="fallback"><span class="line"><span class="cl">node /org/freedesktop/resolve1 {
</span></span><span class="line"><span class="cl">    interface org.freedesktop.resolve1.Manager {
</span></span><span class="line"><span class="cl">        methods:
</span></span><span class="line"><span class="cl">            ......
</span></span><span class="line"><span class="cl">            ResolveRecord(in  i ifindex,
</span></span><span class="line"><span class="cl">                          in  s name,
</span></span><span class="line"><span class="cl">                          in  q class,
</span></span><span class="line"><span class="cl">                          in  q type,
</span></span><span class="line"><span class="cl">                          in  t flags,
</span></span><span class="line"><span class="cl">                          out a(iqqay) records,
</span></span><span class="line"><span class="cl">                          out t flags);
</span></span><span class="line"><span class="cl">            ......
</span></span><span class="line"><span class="cl">    }
</span></span><span class="line"><span class="cl">}
</span></span></code></pre></td></tr></table>
</div>
</div></li>
<li>
<p>根据 <a href="https://www.freedesktop.org/software/systemd/man/latest/org.freedesktop.resolve1.html">org.freedesktop.resolve1 APIs</a> 的说明：</p>
<ol>
<li>
<p>服务名称(总线名称)：<code>org.freedesktop.resolve1</code></p>
</li>
<li>
<p>对象路径：<code>/org/freedesktop/resolve1</code></p>
</li>
<li>
<p>接口名称：<code>org.freedesktop.resolve1.Manager</code></p>
</li>
<li>
<p>方法名称：<code>ResolveRecord</code></p>
</li>
<li>
<p>输入参数 5 个，分别为：</p>
<table>
<thead>
<tr>
<th style="text-align:center">序号</th>
<th style="text-align:center">数据类型</th>
<th style="text-align:left">名称</th>
<th style="text-align:left">说明</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td style="text-align:center">1</td>
<td style="text-align:center">int32_t</td>
<td style="text-align:left">ifindex</td>
<td style="text-align:left">网络接口索引号，0-任意接口</td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:center">2</td>
<td style="text-align:center">char *</td>
<td style="text-align:left">name</td>
<td style="text-align:left">要查询的域名</td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:center">3</td>
<td style="text-align:center">uint16_t</td>
<td style="text-align:left">class</td>
<td style="text-align:left">要查询地址类型，1-IN(internet)</td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:center">4</td>
<td style="text-align:center">uint16_t</td>
<td style="text-align:left">type</td>
<td style="text-align:left">要查询的记录类型，1-A，5-CNAME,15-MX</td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:center">5</td>
<td style="text-align:center">uint64_t</td>
<td style="text-align:left">flags</td>
<td style="text-align:left">标志位，置 0 即可</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</li>
<li>
<p>输出参数 2 个：</p>
<ul>
<li>
<p>结构数组，参考下面结构</p>
<table>
<thead>
<tr>
<th style="text-align:center">序号</th>
<th style="text-align:center">数据类型</th>
<th style="text-align:left">名称</th>
<th style="text-align:left">说明</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td style="text-align:center">1</td>
<td style="text-align:center">int32_t</td>
<td style="text-align:left">ifindex</td>
<td style="text-align:left">实际使用的网络接口索引号</td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:center">2</td>
<td style="text-align:center">uint16_t</td>
<td style="text-align:left">class</td>
<td style="text-align:left">记录地址类型，与输入参数一致</td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:center">3</td>
<td style="text-align:center">uint16_t</td>
<td style="text-align:left">type</td>
<td style="text-align:left">记录类型，与输入参数一致</td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:center">4</td>
<td style="text-align:center">char array</td>
<td style="text-align:left">rrdata</td>
<td style="text-align:left">RR 记录，符合 RFC-1035 描述的 RR 的格式</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</li>
<li>
<p>64 位无符号整数(uint64_t)，标志位，应该为 1，表示使用的是经典单播 DNS 协议进行的 DNS 查询，详情请参考 <a href="https://www.freedesktop.org/software/systemd/man/latest/org.freedesktop.resolve1.html">org.freedesktop.resolve1 APIs</a>；</p>
</li>
</ul>
</li>
</ol>
</li>
<li>
<p>关于输出参数的 rrdata 字段，遵循 <a href="https://www.ietf.org/rfc/rfc1035.txt">RFC-1035</a> 中 <code>3.3</code> 节的描述，在本文上一节中有简单介绍，在文章 <a href="https://whowin.gitee.io/post/blog/network/0019-dns-client-in-c/">《用C语言实现的一个DNS客户端》</a> 中有比较详细的介绍和实例源程序；</p>
</li>
<li>
<p>RR 记录中有如下字段：NAME、TYPE、CLASS、RDLENGTH 和 RDATA，在本文上一节中有简要说明；</p>
<ul>
<li>当 type 为 A 时，RDATA 为一个 IP 地址；</li>
<li>当 type 为 CNAME 时，RDATA 为主机域名，使用标签(label)方式记录域名；</li>
<li>当 type 为 MX 时，RDATA 为邮件交换服务器的域名，使用标签(label)方式记录域名；</li>
<li>本文仅支持这三种记录类型；</li>
</ul>
</li>
</ul>
<hr>
<h2 id="3-使用-d-bus-查找-dns-记录实例">3 使用 D-Bus 查找 DNS 记录实例</h2>
<ul>
<li>
<p><strong>源程序</strong>：<a href="https://gitee.com/whowin/whowin/blob/blog/sourcecodes/190025/dbus-dns-record.c">dbus-dns-record.c</a> (<strong>点击文件名下载源程序，建议使用UTF-8字符集</strong>)演示了使用 libdbus 通过 D-Bus 请求系统调用实现查找 DNS 任意记录的方法；</p>
</li>
<li>
<p>源程序中有较为详细的注释，这里就不做太多解释了</p>
</li>
<li>
<p>编译：<code>gcc -Wall -g dbus-dns-record.c -o dbus-dns-record `pkg-config --libs --cflags dbus-1` </code></p>
</li>
<li>
<p>有关 <code>pkg-config --libs --cflags dbus-1</code> 可以参阅文章 <a href="https://whowin.gitee.io/post/blog/ipc/0021-ipc-using-dbus/">《IPC之十一：使用D-Bus实现客户端向服务端请求服务的实例》</a> 中的简要说明；</p>
</li>
<li>
<p>运行：<code>./dbus-dns-record &lt;domain name&gt; [A/CNAME/MX]</code>，两个参数，第一个参数是要查询的域名，第二个参数是要查询的记录类型，本程序仅支持三种记录类型：A 记录、CNAME 记录和 MX 记录；</p>
<p><code>./dbus-dns-record baidu.com MX</code></p>
</li>
<li>
<p>运行截图：</p>
<p><img src="https://whowin.gitee.io/images/190025/screenshot-of-dbus-dns-record.png" alt="Screenshot of dbus-dns-record"></p>
</li>
</ul>
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<hr>
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    <span class="item-title">文章作者</span>
    <span class="item-content">whowin</span>
  </p>
  <p class="copyright-item">
    <span class="item-title">上次更新</span>
    <span class="item-content">
        2023-12-28
        
    </span>
  </p>
  
  
</div>
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  <span id="/post/blog/ipc/0025-resolve-arbitrary-dns-record/" class="leancloud_visitors" data-flag-title="IPC之十五：使用libdbus通过D-Bus请求系统调用实现任意DNS记录解析的实例">
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